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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein motorunterstütztes Fahrrad
und insbesondere eine Antriebseinheit für ein motorunterstütztes Fahrrad,
die zur Gewichtsminderung des Fahrrads geeignet ist.
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Herkömmlich ist
ein motorunterstütztes Fahrrad
bekannt geworden, das ein manuell betriebenes System zur Übertragung
einer auf Pedale ausgeübten
Beinkraft auf ein Hinterrad sowie ein motorbetriebenes System zum
Hinzufügen
von Hilfskraft zu dem manuell betriebenen System in Antwort auf die
Beinkraft enthält.
Zum Beispiel hat die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei
10-250673 ein Fahrrad offenbart, das eine Antriebseinheit aufweist, in
der ein manuell betriebenes System, das eine Kurbelwelle, deren
Lager und dergleichen enthält,
sowie ein Antriebssystem zum Vereinigen der Leistung eines Motors
als Hilfskraft mit einer Beinkraft an der Kurbelwelle in einem einzigen
Gehäuse
aufgenommen sind.
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Das
Gehäuse
der oben beschriebenen herkömmlichen
Antriebseinheit, die die Kurbelwelle drehbar trägt, braucht eine hohe Steifigkeit,
und ist daher aus Metall hergestellt. Da andererseits das motorunterstützte Fahrrad
hauptsächlich
durch Menschenkraft angetrieben wird, könnte es erwünscht sein, das Gewicht des
gesamten motorunterstützten Fahrrads
zu reduzieren, um die Belastung des Motors als Hilfskraftquelle
zu reduzieren. Insbesondere kann es erwünscht sein, das Gewicht der
Antriebseinheit zu senken, die aus Metall hergestellt ist, das ein
schweres Material ist, um die Steifigkeit sicherzustellen.
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Die
DE 198 48 602 A offenbart
eine Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Dort bildet das Kunstharzgehäuse einen Deckel, der die Antriebseinheit
abdeckt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, das oben beschriebene Problem
der herkömmlichen Technik
zu lösen
und eine Antriebseinheit für
ein motorunterstütztes
Fahrrad anzugeben, die in der Lage ist, eine ausreichende Steifigkeit
sicherzustellen, während
das Gewicht des Fahrrads gesenkt wird.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe wird gemäß einem
ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Antriebseinheit für ein motorunterstütztes Fahrrad
angegeben, die einen manuell betriebenen Abschnitt, der eine Pedalkurbelwelle
zur Übertragung von
Beinkraft enthält,
und einen motorbetriebenen Abschnitt, der einen Motor zum Erzeugen
einer mit Beinkraft zu vereinigenden Hilfskraft enthält, aufweist,
worin die Antriebseinheit ein Gehäuse aufweist, das den manuell
betriebenen Abschnitt und den motorbetriebenen Abschnitt aufnimmt
und das die Welle des Motors und die Pedalkurbelwelle drehbar trägt; wobei
das Gehäuse
durch Gießen
aus Kunstharz hergestellt ist. Da mit diesem Merkmal das Gehäuse, als
ein schweres der die Antriebseinheit bildenden Teile, aus Kunstharz
hergestellt ist, ist es möglich,
das Gewicht des gesamten motorunterstützten Fahrrads zu senken.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung hat das Gehäuse
einen Aufhängungsabschnitt
zum Anbringen des Gehäuses
an einem Fahrzeugkörper;
und beim Kunstharzguss des Gehäuses
wird ein Verstärkungselement
in den Aufhängungsabschnitt
eingesetzt. Mit diesen Merkmalen ist es möglich, den Lagerabschnitt und
den Aufhängungsabschnitt,
auf die jeweils eine hohe Last einwirkt, jeweils eine ausreichende
Festigkeit zu verleihen, während
das Gesicht des gesamten motorunterstützten Fahrrads gesenkt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Verstärkungselement
zum Verstärken
des Aufhängungsabschnitts
mit zumindest einem der Verstärkungselemente
zum Verstärken
der anderen Teile verbunden, um eine integrale Verstärkungsplatte
zu bilden. Da mit diesem vierten Merkmal die Verstärkungselemente
miteinander integriert sind, ist es möglich, die Verstärkungsfestigkeit
der Verstärkungselemente
weiter zu verbessern. Insbesondere tragen die Verbindungsabschnitte
zwischen den jeweiligen Verstärkungselementen
zu einer Verbesserung der Festigkeit des gesamten Gehäuses bei.
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Gemäß Anspruch
2 enthält
das Gehäuse
im Inneren die Verstärkungselemente
zur Verstärkung eines
Lagerabschnitts der Welle des Motors und eines Lagerabschnitts der
Pedalkurbelwelle; wobei die Verstärkungselemente beim Kunstharzguss
des Gehäuses
in das Gehäuse
eingesetzt sind.
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Gemäß Anspruch
3 ist die Welle des Motors parallel zur Pedalkurbelwelle angeordnet;
wobei das Gehäuse
aus einem Gehäusehauptkörper und
an beiden Seiten des Gehäusehauptkörpers angebrachten
Deckelelementen zusammengesetzt ist; eines von zwei Lagern zum Tragen
der Welle des Motors an dem Gehäusehauptkörper befestigt
ist, und auch eines von zwei Lagern zum Tragen der Pedalkurbelwelle
an dem Gehäusehauptkörper befestigt
ist; das andere der zwei Lager zum Tragen der Welle des Motors an
einem der Deckel befestigt ist; und das andere der zwei Lager zum
Tragen der Pealkurbelwelle an dem anderen der Deckel befestigt ist.
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Mit
diesen Merkmalen ist es möglich,
das Gewicht des gesamten Fahrrads zu senken und einem Abschnitt,
der verstärkt
werden muss, eine ausreichende Festigkeit zu verleihen.
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Da
wie oben beschrieben, gemäß den Ansprüchen 1 bis
3 beschriebenen Erfindungen, das Gehäuse als ein schweres der die
Antriebseinheit darstellenden Teile durch Gießen aus Kunstharz hergestellt
wird, ist es möglich,
das Gewicht des gesamten motorunterstützten Fahrrads zu senken, und
insbesondere ist es gemäß den in
den Ansprüchen
2 und 3 beschriebenen Erfindungen möglich, jeweils dem Lagerabschnitt
und dem Aufhängungsabschnitt, auf
die eine hohe Last einwirkt, eine ausreichende Festigkeit zu verleihen,
während
das Gewicht des gesamten motorunterstützten Fahrrads gesenkt wird. Da
gemäß der in
Anspruch 1 beschriebenen Erfindung die Verstärkungselemente miteinander
integriert sind, wird es möglich,
die Verstärkungsfestigkeiten
der Verstärkungselemente
weiter zu verbessern. Insbesondere tragen die Verbindungsabschnitte
zwischen den jeweiligen Verstärkungselementen zu
einer Verbesserung der Festigkeit des gesamten Gehäuses bei.
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Nachfolgend
wird eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines motorunterstützten Fahrrads
zeigt, an dem eine Antriebseinheit der vorliegenden Erfindung angebracht
ist.
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die einen wesentlichen Abschnitt des in 1 gezeigten
Fahrrads zeigt.
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3 ist
eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts einer motorbetriebenen
Hilfseinheit.
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 3.
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5 ist
eine Perspektivansicht einer motorbetriebenen Hilfseinheit gemäß einer
Modifikation der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt der in 5 gezeigten
Einheit zeigt.
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1 ist
eine Seitenansicht eines motorunterstützten Fahrrads, das eine Antriebseinheit
der vorliegenden Erfindung aufweist, und 2 ist eine vergrößerte Ansicht
eines wesentlichen Abschnitts des in 1 gezeigten
Fahrrads. Ein Hauptrahmen 2 des motorunterstützten Fahrrads
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
ein Kopfrohr 21, das an der Vorderseite eines Fahrzeugkörpers angeordnet
ist; ein Abwärtsrohr 22,
das sich von dem Kopfrohr 21 nach unten hin erstreckt;
sowie eine Sitzsäule 23,
die von einem in dem Unterende benachbarten Abschnitt des Abwärtsrohrs 22 nach
oben hochsteht. Ein Kunstharzdeckel 33, der in obere und
untere Teile unterteilt ist, ist entfernbar angebracht, um einen
Verbindungsabschnitt zwischen dem Abwärtsrohr 22 und der
Sitzsäule 23 deren
Umgebung abzudecken. Eine Lenksäule 27A ist
in das Kopfrohr 21 drehbar eingesetzt. Eine Lenkstange 27 ist
am Oberende eines vom Kopfrohr 21 nach oben vorstehenden
Abschnitts der Lenksäule 27A befestigt.
Eine vordere Gabel 26 ist mit einem Unterende eines im
Kopfrohr 21 sich nach unten erstreckenden Abschnitt der Lenksäule 27A verbunden.
Ein Vorderrad WF ist zwischen Unterenden der vorderen Gabel 26 drehbar gelagert.
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Eine
motorbetriebene Hilfseinheit 1 als Antriebseinheit, die
einen Elektromotor M zum Unterstützen
von Beinkraft enthält,
ist an einen Verbindungsabschnitt 92, der an einem Unterendes
des Abwärtsrohrs 22 vorgesehen
ist, einen Verbindungsabschnitt 91 (siehe 2),
der an einem Vorderabschnitt des an die Sitzsäule 23 geschweißten Batterieträgers 49 vorgesehen
ist, und einen Verbindungsabschnitt 90, der an einem hinteren
Abschnitt des Trägers 49 vorgesehen
ist, gebolzt, sodass sie an einem unteren Abschnitt des Hauptrahmens 2 aufgehängt ist.
Es sollte angemerkt werden, dass die motorbetriebene Hilfseinheit 1 und
eine Kettenstrebe 25 gemeinsam an dem Verbindungsabschnitt 90 befestigt
wird.
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Ein
Stromversorgungsschalterabschnitt 29 für die motorbetriebene Hilfseinheit 1,
der durch einen Stromversorgungsschlüssel ein-/ausgeschaltet wird,
ist an einem dem Kopfrohr 21 benachbarten Abschnitt des
Abwärtsrohrs 22 vorgesehen.
Zusätzlich kann
der Stromversorgungsschalter 29 auch an einem an der Vorderseite
der Lenksäule 27A befindlichen
Abschnitt einer Lenkstange 27 vorgesehen sein. Die motorbetriebene
Hilfseinheit 1 kann derart konfiguriert sein, dass Stromversorgung
durch einen Fernsteuerungsschalter (wird später beschrieben) mittels eines
Infrarotsignals eingeschaltet wird. In diesem Fall ist der Stromversorgungsschalterabschnitt 29 mit
einem Empfänger
versehen, um ein von dem Fernsteuerungsschalter zugeführtes Infrarotsignal
zu empfangen.
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Ein
Antriebsritzel 13 ist an der motorbetriebenen Hilfseinheit 1 vorgesehen,
und die Drehung einer Kurbelwelle 101 wird von dem Antriebsritzel 13 über eine
Kette 6 auf ein hinteres Ritzel 14 übertragen.
Um darüber
hinaus eine regenerative Stromerzeugung zu ermöglichen, sind das Antriebsritzel 13 und
das hintere Ritzel 14 starr angebracht, um dann, wenn entweder
das Antriebsritzel 13 oder das hintere Ritzel 14,
zum Beispiel das Antriebsritzel 13, normal oder rückwärts gedreht
wird, das andere Ritzel, das heißt das hintere Ritzel 14,
gedreht wird, während
es der Drehung des Antriebsritzels 13 folgt.
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Ein
Bremshebel 27B ist an der Lenkstange 27 vorgesehen,
und die Betätigung
des Bremshebels 27B wird über ein Bremskabel 39 auf
eine Bremsvorrichtung (nicht gezeigt) eines Hinterrads WR übertragen.
Das Bremskabel 29 ist zur motorbetriebenen Hilfseinheit 1 abgezweigt,
und der Betrieb des Bremshebels 27B wird, als Verlagerung
des Bremskabels 39 auf einen Regenerativstromgeneratorbetätigungsnocken,
der später
beschrieben wird, übertragen.
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Da
gemäß diesem
Fahrrad der Verbindungsabschnitt zwischen dem Abwärtsrohr 22 und
der Sitzsäule 23 zur
Vorderseite der motorbetriebenen Hilfseinheit verlegt ist, kann
die motorbetriebene Hilfseinheit 1 an einer tiefliegenden
Stelle angeordnet werden, um hierdurch den Schwerpunkt des Fahrrads abzusenken,
und da ferner der unterste Abschnitt des Hauptrahmens 2 an
einer tieferen Position angeordnet ist, ist es möglich, die Leichtigkeit sicherzustellen,
mit der der Fahrer über
den Hauptrahmen steigt.
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Die
Kurbelwelle 101 wird durch die motorbetriebene Hilfseinheit 1 drehbar
gelagert. Kurbeln 11 sind an rechten und linken Enden der
Kurbelwelle 101 drehbar gelagert, und Pedale 12 sind
an Außenenden
der Kurbeln 11 angebracht. Das Hinterrad WR als Antriebsrad
ist zwischen Enden eines Paars rechter und linker Kettenstreben 25 gelagert,
die von der motorbetriebenen Hilfseinheit 101 nach hinten
abstehen. Ein Paar von Sitzstreben 24 ist zwischen einem oberen
Abschnitt der Sitzsäule 23 und
den Enden der Kettenstreben 25 vorgesehen. Ein Sitzrohr 31,
auf dessen Oberende ein Sitz 30 angebracht ist, ist in
die Sitzsäule 23 verschiebbar
eingesetzt, um die Vertikalposition des Sitzes 30 einzustellen.
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Ein
Batterieaufnahmegehäuse 5 (nachfolgend
als "Aufnahmegehäuse" bezeichnet) zur
Aufnahme der Batterie 4 ist unter dem Sitz 30 und
hinter der Sitzsäule 23 angebracht.
Die Batterie 4, die aus einer Vielzahl von Batteriezellen
zusammengesetzt ist, ist entlang der Sitzsäule 23 so angeordnet,
dass ihre Längsrichtung
im wesentlichen in der vertikalen Richtung gehalten wird.
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3 ist
eine Schnittansicht der motorbetriebenen Hilfseinheit 1,
und 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A
von 3. Ein Gehäuse der
motorbetriebenen Hilfseinheit 1 enthält einen Hauptkörper 70 sowie
einen linken Deckel 70L und einen rechten Deckel 70R,
die an beiden Seitenflächen
der Hauptkörper 70 angebracht
sind. Das Gehäuse 70 und
die linken und rechten Deckel 70L und 70R sind
jeweils aus Kunstharz gegossen, um deren Gewicht zu reduzieren.
Aufhängungen 90a, 91a und 92a,
die den oben beschriebenen Verbindungsabschnitten 90, 91 und 92 entsprechen,
die an dem Abwärtsrohr 22 bzw.
dem Batterieträger 49 ausgebildet sind,
sind am Außenumfang
des Gehäusehauptkörpers 70 vorgesehen.
Ein Lager 71 ist in dem Hauptkörper 70 vorgesehen,
und ein Lager 72 ist in dem rechten Deckel 70R vorgesehen.
Die Kurbelwelle 101 ist in einen Innenring des Lagers 71 eingesetzt, und
eine Buchse 73, die koaxial am Außenumfang der Kurbelwelle 101 derart
vorgesehen ist, dass sie in der Außenumfangsrichtung der Kurbelwelle 101 verschiebbar
ist, ist in einen Innenring des Lagers 72 eingesetzt. Auf
diese Weise ist die Kurbelwelle 101 durch die Lager 71 und 72 gelagert.
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Eine
Nabe 74 ist in der Buchse 73 befestigt, und ein
Unterstützungszahnrad 76 ist
an dem Außenumfang
der Nabe 74 über
eine Einwegkupplung 75 vorgesehen, die typischerweise als
Klinkenmechanismus konfiguriert ist. Vom Blickpunkt der Gewichtsminderung
kann das Unterstützungszahnrad 76 bevorzugt
aus Kunstharz hergestellt sein, und es kann vom Blickpunkt der Geräuschminderung
bevorzugt als Schraubverzahnung konfiguriert sein.
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Ein
Zahnrad 73a ist an einem Endabschnitt der Buchse 73 ausgebildet.
Das Zahnrad 73a ist als Sonnenrad konfiguriert, und drei
Planetenräder 77 sind
am Außenumfang
des Sonnenrads 73a angeordnet. Die Planetenräder 77 sind
an Wellen 77a gelagert, die an einer Trägerplatte 102 vorstehen,
und die Trägerplatte 102 ist über eine
Einwegkupplung 78 an der Kurbelwelle 101 gelagert.
Die Planetenräder 77 stehen
mit einer Innenverzahnung in Eingriff, die am Innenumfang eines
Beinkrafterfassungsrings 79 ausgebildet ist. Das Antriebsritzel 13,
das mit dem hinteren Ritzel 14 über die Kette 6 verbunden
ist, ist mit dem anderen Endabschnitt der Buchse 73, der dem
Endabschnitt gegenüber
liegt, an dem das Zahnrad 73a ausgebildet ist, verbunden.
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Der
Beinkrafterfassungsring 79 hat Arme 79a und 79b,
die vom Außenumfang
des Rings 79 nach außen
vorstehen. Der Arm 79a wird durch eine Zugfeder 80,
die zwischen dem Arm 79a und dem Hauptkörper 70 vorgesehen
ist, in die Richtung vorgespannt, die der Drehrichtung der Kurbelwelle 101 bei
der Fahrt entgegengesetzt ist (im Uhrzeigersinn in 4).
Der Arm 79b wird durch eine Druckfeder 81, die
zwischen dem Arm 79b und dem Hauptkörper 70 vorgesehen
ist, in der Richtung vorgespannt, die der Drehrichtung der Kurbelwelle 101 bei
Fahrt entgegengesetzt ist (Uhrzeigersinn in 4). Die
Druckfeder 81 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass ein Spiel
des Rings 79 auftritt. Ein Potentiometer 82 zum Erfassen
der Verlagerung des Rings 79 in der Drehrichtung ist an
dem Arm 79b vorgesehen.
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Eine
Kupplungsplatte 86 zur regenerativen Stromerzeugung ist
an der Buchse 73 benachbart dem Unterstützungszahnrad 76 vorgesehen,
wobei eine Federscheibe 85 dazwischen gelegt wird. Eine Druckplatte 87 zum
Drücken
der Platte 86 zum Unterstützungszahnrad 76 hin
entgegen der Federkraft der Federscheibe 85 ist an der
Buchse 73 derart vorgesehen, dass sie mit der Kupplungsplatte 86 in
Kontakt steht. Die Kupplungsplatte 86 und die Druckplatte 87 sind
jeweils an der Buchse 73 in der axialen Richtung der Buchse 73 verschiebbar
vorgesehen.
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Die
Druckplatte 87 wird durch einen Nocken 88, der
mit einer am Nabenabschnitt der Druckplatte 87 ausgebildeten
Kippebene in Kontakt steht, zur Kupplungsplatte 86 hin
vorgespannt. Eine Welle 89 des Nockens 88 ist
an dem rechten Deckel 70R drehbar gelagert, und ein Hebel 7 ist
an einem Endabschnitt der Welle 89 befestigt, der von dem
rechten Deckel 70R nach außen vorsteht. Der Hebel 7 ist mit
dem Bremskabel 39 verbunden. Bei der Bremsbetätigung wird
der Hebel 7 durch das Bremskabel 39 gedreht, und
der Nocken 88 wird um die Welle 89 herum gedreht.
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Ein
an einer Welle des Motors M befestigtes Ritzel 83 steht
mit dem Unterstützungszahnrad 76 in Eingriff.
Der Motor M, der als bürstenloser
Drei-Phasen-Motor konfiguriert ist, enthält einen Rotor 111 mit einem
Magnetpol 110, der durch einen auf Neodym basierenden Magneten
(Nd-Fe-B Legierungs-Magnet)
gebildet ist, einen Gummimagnetring (an dem N-Pole und S-Pole abwechselnd angeordnet
sind) 13, der an einer Seitenfläche des Rotors 111 vorgesehen
ist, einen Hall IC 115, der an einer Platine 114 derart
angebracht ist, dass er dem Gummimagnetring 113 gegenüberliegt,
sowie eine Welle 116 des Rotors 111. Die Welle 116 ist
an einem in dem linken Deckel 70L vorgesehenen Lager 98 und
einem in dem Gehäusehauptkörper 70 vorgesehenen
Lager 99 gelagert.
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Ein
Controller 100, der FETs als Treiberelemente zum Steuern/Regeln
des Motors M sowie Kondensatoren enthält, ist in einem vorderen Abschnitt des
Gehäusehauptkörpers 70 vorgesehen.
Der Startorwicklung 112 wird über die FETs Strom zugeführt. Der
Controller 100 wird so benutzt, den Motor M in Antwort
auf eine Beinkraft zu drehen, die durch das Potentiometer 82 als
Beinkraftdetektor erfasst wird, um hierdurch eine Hilfskraft zu
erzeugen.
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Jeweils
der Gehäusehauptkörper 70 und
die Deckel 70L und 70R können, vom Blickpunkt der Gewichtsminderung
her, wie oben beschrieben gewünschtenfalls
durch Gießen
aus Kunstharz hergestellt werden; jedoch müssen die Umfänge der
Lager verstärkt
werden. Für
diesen Zweck sind gemäß dieser
Ausführung
um die Lager herum aus Metall hergestellte Verstärkungselemente 105, 106 und 107 angeordnet,
deren jedes aus Eisen, Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupferlegierung
oder dergleichen hergestellt ist. Da insbesondere in Bezug auf die
Verstärkung
der Teile des Gehäusehauptkörpers 70 hohe
Lasten auf die Teile des Gehäusehauptkörpers 70 ausgeübt werden
können,
z. B. das Lager 71 der Kurbelwelle 101, das Lager 99 der
Motorwelle 116 und die Aufhängung 90a, 91a und 92a als
die Lagerungselemente zu den Fahrzeugkörpern, sind Verstärkungselemente 90b, 91b und 92b zum
unabhängigen
Verstärken
der obigen Teile miteinander integriert, um die Verstärkungselemente
zu verstärken, um
eine Verstärkungsplatte 105 zu
bilden. Die Verstärkungsplatte 105,
die durch Integrieren der um die Lager herum angeordneten Verstärkungselemente und
der Aufhängungen
miteinander erhalten ist, macht es möglich, den Verstärkungseffekt
zu verbessern.
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Die
Verstärkungsplatte 105 ist
nicht auf eine Verstärkungsplatte
beschränkt,
die durch Verbinden aller Verstärkungselemente
um die Lager 71 und 99 sowie der Aufhängungen 90a, 91a und 92a miteinander
erhalten ist, sondern kann eine Verstärkungsplatte sein, die erhalten
wird, indem jene dieser Verstärkungselemente,
die eng benachbart sind, miteinander verbunden werden, z. B. eine
Verstärkungsplatte, erhalten
durch Verbinden des Verstärkungselements um
das Lager 71 herum mit dem Verstärkungselement um das Lager 99 herum
oder um eine der Aufhängungen 90a, 91a und 92a herum.
Darüber
hinaus können
diese Verstärkungselemente 105, 106 und 107 beim
Kunstharzguss des Gehäuses
in das Gehäuse 70 in
die Deckel 70L und 70R eingesetzt werden.
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Wenn
gemäß der motorbetriebenen
Hilfseinheit 1, die wie oben konfiguriert ist, eine Beinkraft über die
Kurbeln 11 auf die Kurbelwelle 101 ausgeübt wird,
wird die Kurbelwelle 101 in Drehung versetzt. Die Drehung
der Kurbelwelle 101 wird über die Einwegkupplung 78 auf
das Parkplattenzahnrad 102 übertragen, um die Wellen 77a der
Planetenräder 77 um
das Sonnenrad 73a herum zu drehen, um hierdurch das Sonnenrad 73a über die
Planetenräder 77 zu
drehen. Die Drehung des Sonnenrads 73a bewirkt die Drehung
des Antriebsritzels 13, das an der Buchse 73 befestigt
ist.
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Wenn
auf das Hinterrad WR eine Last ausgeübt wird, wird in Antwort auf
die Last der Beinkrafterfassungsring 79 gedreht. Die Drehung
des Beinkrafterfassungsrings 79 wird von dem Potentiometer 82 erfasst.
Wenn die Ausgabe des Potentiometers 82, das heißt die der
auf das Hinterrad WR ausgeübten
Last entsprechende Ausgabe, größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wird der Motor M in Antwort auf die
Ausgabe des Potentiometers 82 gedreht, um eine Hilfskraft
zu erzeugen. Die so erzeugte Hiflskraft wird mit einem manuell an
die Kurbelwelle 101 ausgeübten Antriebsdrehmoment vereinigt,
und die resultierende Kraft wird auf das Antriebsritzel 13 übertragen.
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Wenn
eine Bremsbetätigung
ausgeübt
wird, um bei der Fahrt des Fahrzeugs dieses zu verzögern, wird
durch das Bremskabel 39 der Nocken 88 um die Welle 89 herum
gedreht, und die Kupplungsplatte 86 wird von der Druckplatte 87 unter
Druck gesetzt. Im Ergebnis wird die Kupplungsplatte 86 zum
Unterstützungszahnrad 76 hin
verschoben, um das Unterstützungszahnrad 76 mit
der Nabe 74 zu verbinden, und die Drehung der Nabe 74 wird
auf das Unterstützungszahnrad 76 übertragen.
Dementsprechend wird die Drehung des Ritzels 13 während der
Bremsbetätigung
auf das Ritzel 83 über
die Buchse 73, die Nabe 74 und das Unterstützungszahnrad 76 übertragen.
Die Statorwicklung 112 erzeugt eine elektromotorische Kraft,
das heißt,
sie führt
eine regenerative Stromerzeugung durch die Drehung des Ritzels 83 durch.
Ein durch die Stromerzeugung erzeugter Strom wird der Batterie 4 über den
Controller 100 zugeführt,
um die Batterie 4 zu laden.
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In
der oben beschriebenen Ausführung
ist die Kurbelwelle 101 koaxial zum Antriebsritzel 13 angeordnet;
jedoch können,
wie später
beschrieben wird, die Welle 101 und die Welle des Antriebsritzels 13 als
unabhängige
Wellen konfiguriert sein. Dies bietet einen Vorteil darin, dass
die Lagerbelastungen verteilt werden können.
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5 ist
eine Perspektivansicht einer motorbetriebenen Hilfseinheit 101 gemäß einer
zweiten Ausführung,
und 6 ist eine Schnittansicht, die einen wesentlichen
Abschnitt der in 5 gezeigten Einheit 1 zeigt.
In diesen Figuren sind Teile, die den in den 3 und 4 gezeigten
gleich oder ähnlich sind,
mit den gleichen Zeichen bezeichnet. In der zweiten Ausführung sind
die Wellen eines Antriebsritzels 13 und eine Kurbelwelle 101 als
unabhängige Wellen
konfiguriert. Ein Zwischenzahnrad 42 ist an einer Buchse 73 angebracht,
die koaxial zur Kurbelwelle 101 vorgesehen ist, und eine
Ausgangswelle 47, an der ein mit dem Zwischenzahnrad 42 in
Eingriff stehendes Ausgangszahnrad 46 befestigt ist, ist
separat von der Kurbelwelle 101 vorgesehen. Die Ausgangswelle 47 wird
durch ein in dem Gehäusehauptkörper 70 vorgesehenes
Lager 48 und ein in dem rechten Deckel 70R vorgesehenes
Lager 51 getragen, und das Antriebsritzel 13 ist
an einem von dem rechten Deckel 70R nach außen vorstehenden
Endabschnitt der Ausgangswelle 47 befestigt. Darüber hinaus
sind Verstärkungselemente 52 und 53 um
die Lager 48 und 51 herum jeweils vorgesehen.
Diese Verstärkungselemente 52 und 53 können jeweils
mit benachbarten Verstärkungselementen
verbunden sein, um eine Verstärkungsplatte
zu bilden, wie die oben beschriebene Verstärkungsplatte 10. Da
mit dieser Konfiguration die Last verteilt wird und hierdurch eine
von jedem Lager aufzunehmende Teillast reduziert ist, wird es leichter,
das durch Gießen
aus Kunstharz hergestellte Gehäuse
anzuwenden.
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Die
Erfindung reduziert das Gewicht einer Antriebseinheit für ein motorunterstütztes Fahrrad.
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Um
dies zu erreichen, ist ein Gehäuse
einer Antriebseinheit (motorbetriebenen Hilfseinheit) 1 aus einem
Gehäusehauptkörper 70 und
linken und rechten Deckeln 70L und 70R zusammengesetzt.
Diese das Gehäuse
darstellenden Elemente sind jeweils durch Gießen aus Kunstharz hergestellt.
Die Umfänge
von Lagern einer Motorwelle 116 und einer Kurbelwelle 101 sowie
Aufhängungsabschnitte 90a, 91a und 92a sind
durch Verstärkungselemente 105, 106 und 107 verstärkt. Insbesondere
ist das Verstärkungselement 105 als
integrale Verstärkungsplatte konfiguriert,
die durch Verbinden einer Mehrzahl von Verstärkungselementen miteinander
erhalten ist.